如何在不同的领域，选择最适合的水消毒技术？

来源：迪诺拉

19 世纪中晚期，人们已开始在医院和饮用水中使用氯预防传染，但使用案例非常稀少。直到 20 世纪初，通过水传播的疾病数量增加，促使多个大城市开始大规模过滤水源，美国才开始进行普遍的水处理工作。但是，单纯依靠过滤并不足以减少广泛传播的疾病。

1914 年，美国实行了新标准，将饮用水中的大肠杆菌最高含量限制在 2 个/100 ml。这一标准的出台开启了美国消毒工艺的现代化时代。氯化处理几乎消灭了所有通过水传播的传染病，人们的预期寿命因此延长了 50%。

如何选择合适的水消毒技术

如今，人们已研制出多种消毒水和污水的有效技术，这些技术都各有优点和弊端。选择合适消毒技术，首先要了解处理工艺的目标。迪诺拉 MIOX 消毒专家 Tom Muilenberg 就目前七大主流水消毒技术，为我们进行详细的专业解读。

各大主流消毒技术综合对比表

注解：1- 如果存在有机前驱体；2- 如果水中存在溴；3- 如果水或盐/盐水中存在溴

水消毒技术一：氯 气

自 20 世纪初起，水处理厂开始使用氯气。这些氯气基本上都是纯氯，通常装在 150 磅的加压气罐、容量为一吨的容器或者火车车厢中，以合适形态直接送到现场。一般来说，氯气消毒法成本最低、效果最好、维护也最容易。

真空操作的溶液加料系统提高了添加氯气的安全性。通常采用的控制模式有流速比例调整、残留控制或复合回路(流速加残留)。

水消毒技术二：市售次氯酸钠

商品次氯酸钠的含氯量(质量百分比)约在12.5-15%，PH值大于11。

这种液体消毒输送系统由储存罐、带相连阀门和管道的化学品给料泵送系统，以及控制方法，如流量比例控制，余氯控制或复合环控制(流量加余氯)构成。

商品次氯酸钠属于危险化学品，需要使用二级安全壳并提供危险化学品载货清单。虽然散装次氯酸钠的单位氯成本高于氯气或现场次氯酸钠生成，但其维护和操作更简单。散装次氯酸钠的浓度会随着时间而降低，因此要达到同等效果，所需的量更大。对于氯酸盐含量限值210ppb(美国环境保护署新指导数值)而言，商品次氯酸钠的副产物将是一个令人担心的问题。

现场次氯酸钠制备 (OSHG)

根据需要，OSHG 系统会利用电解作用现场生成 0.8 % 的低浓度次氯酸钠溶液。稀释的盐水溶液经过电解槽，将氯离子从盐转化为次氯酸盐形式。该工艺每产生一公斤氯(在125L溶液中)消耗3公斤盐、4.4千瓦时电以及125L水，产氯量相当于1公斤氯气的有效氯含量。

OSHG 系统维护要求适中，制氯成本仅为商品次氯酸钠的约 25% - 60%，也比运输高压气体更安全。

迪诺拉ClorTec® 现场次氯酸钠生成系统

现场制氯(OSCG)

和 OSHG 类似，OSCG 系统采用盐水溶液和隔膜电解法，生产含有更高浓度次氯酸盐(最高达 12.%)的氯气，将其真空投加至应用点。采用现场制氯可以减少商品次氯酸钠的运输和交付危险，还能消除用液态氯气以氯瓶形式运输的安全隐患。

迪诺拉的 CECHLO® 现场制氯系统

次 氯 酸 钙

次氯酸钙是一种固体片剂，通常含有60%有效氯。一般通过片剂投加系统直接投加，或将其溶解于稀释罐中形成次氯酸钙溶液再通过计量泵进行投加。

次氯酸钙通常用于游泳池。由于其单位氯成本高又难以准确给料，偶尔用于水和污水处理时，次氯酸钙通常用于位于偏远地区不适用其他给氯方法的小水厂。

次氯酸钙通常用于游泳池的水消毒

氯 胺

在存在氨的条件下，氯与氨结合，根据氨与氯的比率形成一氯胺、二氯胺或三氯胺。

氯胺是相对较弱的消毒剂，,但可在水中保持非常稳定持久的余氯，因此通常应用于供水管网较长的系统二级消毒。氯胺消毒控制难度高，操作人员必须仔细检测并维护加药系统以实现最大精确度。

氯胺通常用于水龄较长的系统作为一种辅助消毒法

二氧化氯

二氧化氯通过酸或氯气与亚氯酸钠混合而制得，再通过水射器吸入混合形成溶液投加至水体中。由于无法压缩和液化以进行运输，二氧化氯需要在预期使用地点附近现场制备。

二氧化氯是一种可广泛应用于不同 pH 值的强氧化剂和消毒剂，可用于水和污水。它不会与氨发生反应而削弱其消毒性能，这对一些含氨量较高的水厂来说很重要，可降低运营成本。二氧化氯常在水厂水处理工艺前段作为主要消毒剂，以防止三卤甲烷的产生。

Capital Controls® G50 二氧化氯发生器

臭氧

臭氧由三个氧原子 (O3) 组成，是一种非常强的氧化剂。

它可以快速分解为氧气，通常在现场使用空气或纯氧生成。臭氧不会产生任何消毒副产物 (DBP)，可以用作水处理的主要消毒剂，减少 THM 和 DBP。

臭氧还在饮用水处理中用于控制味道、气味和颜色，以及用于去除铁、锰(当需要控制三卤甲烷时)。臭氧还可以用于去除微量污染物，包括消毒剂量的杀虫剂。

悬浮固体 (SS) 量高、生化需氧量 (BOD) 高、化学需氧量或有机碳总含量高的污水，通常不会使用臭氧作为主要的消毒措施，因为这种处理方式的资金和电力成本非常高。

迪诺拉Capital Controls®臭氧发生技术

紫外线 (UV)

254 nm 波长的紫外线能量可被微生物的 DNA 吸收，中断其繁殖过程，消除其传染性，导致微生物死亡。根据不同的应用、目标病原体和水质，紫外线系统能在不同压力和输出下工作。

在法规对各种受纳水流采取更严格的氯排放限制后，紫外线最近开始用于处理污水。紫外线能够有效去除饮用水中的耐氯病原体，包括隐孢菌、贾第鞭毛虫以及各种对氯和过滤等传统消毒方法有耐受性的其他病毒。

乙 酸 (PAA)

乙酸(CH3CO3H，也称为过氧乙酸或 PAA)是一种可作为强氧化剂的液体，有酸性气味，也可用作消毒剂。市面上可购买到的 PAA 通常是一种由 12-15% 过氧乙酸和 18-23 % 过氧化氢组成的平衡混合物。PAA 提供 330 加仑袋装和散装，需要使用计量泵通过不锈钢管道给料。

PAA 是一种非常有效的杀菌剂，不产生 DBP，受 pH 值影响小，而且不会剩余残留物，因此广泛用于污水消毒。